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美国发展智能电网的重点在配电和用电上，推动可再生能源发展，注重商业模式的创新和用户服务的提升。它的四个组成部分分别是：高温超导电网、电力储能技术、可再生能源与分布式系统集成、实现传输可靠性及安全控制系统。
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在智能电网的研发与铺设工作中，不仅政府和电网公司的贡献良多，研发机构及高科技公司也发挥着重要作用。美国国家可再生能源实验室（NREL）和俄亥俄州巴特尔研究院都在美国政府的支持下对智能电网项目进行大规模研发。与此同时，类似于美国银泉网络公司这样的高新企业为电力公司提供面向智能电网的高级电表架构（AMI）搭建与运用方面的服务。
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通过一系列措施，新一代电网有望提高能源使用效率，这些措施包括通过对分布式系统更好地管理减少传输损耗；通过实时设备监控，发电企业能够使设备的重要部分高效运转；通过需求反馈来管理高峰负荷；为用户提供智能电表，直接的价格反映能让消费者及时做出调整。
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全系统的智能电网建设作业庞大，为此，美国政府选择了诸多试点城市。俄亥俄州的智能电网区域示范项目位于哥伦布市，由美国南方电力公司主导。这一项目致力于为示范区域的11万名消费者展示一个安全的、可互操作和集成的智能电网基础设施，最大限度地提高配电系统的效率与可靠性，使消费者减少能源的使用并节省金钱。
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哥伦布市智能电网示范项目开始于2010年，包含从变电站到用户的13项不同技术，如配电自动化与控制、智能电表、家庭局域网络、插入式混合动力电动汽车、能源和电池存储及可再生能源集成。项目实施后，可预见的优点包括：创造500个就业机会，降低能源成本，提高智能电网的可靠性，减少能源消耗，降低高峰时段用电需求，并显著减少碳排放量，减少对已有电力网络实施新技术的风险。
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（二）绿色能源
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2010年，美国自然资源保护委员会的在线资源中心曾做过一次智慧城市评选，美国22所城市当选，委员会根据人均使用能源、对可再生能源发电的投资、提高能源效率等举措进行排名，俄亥俄州哥伦布市名列前茅。
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事实上，无论你走在哥伦布市的街头还是关注市政府的政策，绿色改革的理念无处不在。哥伦布市所致力的能源改革开始于2005年，政府分析城市释放的温室气体量，并推出了公共教育活动“实现绿色哥伦布”。两年后，市长迈克尔·科尔曼签署美国市长气候保护协定，承诺每年减少2％的碳排放量，并于2030年达到40％的总减少量。
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政府已经意识到，改革带来的能源节约和污染危险减少将有助于促进经济发展并改善居民生活。为实现能源利用的绿色改革，政府开展了包括改造城市建筑物、安装清洁能源设备和改善公共交通等诸多举措。
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哥伦布市的温室气体审计结果表明，照明、加热和冷却建筑物的能源使用量占据了全市能源使用量的1/3。2010年，哥伦布市政府利用740万美元的节能津贴启动了一系列改造，用于减少建筑物中的能源浪费，这些措施包括在超过20个消防站安装新的照明系统及替换中央安全大楼的锅炉和泵系统。据哥伦布市的年度绿色报告，2012年，26所消防站的新照明系统节省电量近92万千瓦时，中央安全大楼改进后的泵及锅炉系统节省电量70万千瓦时。与此同时，产业科技中心也在升级空气处理设备以提高能源使用效率。
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除了绿化已有的城市建筑外，直接建设高效节能房屋的项目也在城市绿色改革的措施之内。市政府与经济适用房开发商合作采用高效节能设计开发绿色建筑。2006年，随着绿景地产的揭幕，哥伦布市第一个绿色经济适用房项目开发完成。项目能容纳30个单户家庭，建筑中有顶尖的保温功能、室内气体过滤系统、节能家电等，提高能源效率的同时帮助居民降低生活成本。
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绿色能源改革惠及于民，政府与企业界帮助制造商走向绿色的试点之路。2009年，六家哥伦布市的制造厂商参加了环保局的试点项目——“经济，能源与环境”（E3项目）。项目通过联邦政府机构、市政府、公用事业公司和当地产业的合作，来提高制造厂商的能源效率。每个参与项目的厂商将接受一项名为“精益和绿色”的技术评估，其中包括能源审计及如何衡量温室气体，同时参与的企业也有机会获得高达1000万美元的担保贷款用于设备升级。E3项目获得了巨大成功，哥伦布市的六家参与企业已经削减年度能源开支共170万美元，每年的碳排放量减少超过23000吨。同时，哥伦布市也在努力将这种项目方式推广，期望将E3项目的试点公司扩展到35家制造商，这也意味着更多碳排放量的减少。
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同时，哥伦布市也在清洁能源基础设施的安装上大费苦心。截至2013年5月，哥伦布市所致力的第一个大型太阳能系统即将完工，这是哥伦布市迈向美国最环保城市的重要一步。其中，哥伦布市车队管理处屋顶所安装的近2650个太阳能设备将满足其几乎一半的电力需求，在居民区试点的太阳能板则有望满足85户家庭一年的电量需求并减少温室气体排放566万吨。这不仅是哥伦布市也是俄亥俄州第一次安装的大规模的太阳能设备。项目由政府与企业合作开展，哥伦布市允许在降低碳排放量的前期企业不承担任何成本，而对于合格的能源项目，政府也将给予免征州个人财产税。
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市长迈克尔·科尔曼说：“我们不仅能使用来自太阳的可再生能源，更为重要的是未来20年，我们将减少能源成本”，而这对于城市的可持续发展具有战略意义，在时代发展的新时期赋予哥伦布市更强有力的未来竞争力。而能源设备的安装短期内也能创造就业机会，吸引更多的私人投资，整个社会都从中受益。
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哥伦布市的绿色改革措施还有很多，落到实处的项目开展保证了绿色能源建设目标的逐步实现，而诸多措施背后所传递的让人们思考节约、循环利用的理念更是终生的财富。这与智慧城市的理念恰好相符，能源的有效利用，绿色环境的构建是实现城市可持续发展的重要部分。
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（三）智慧的教育与科技
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全球智慧社区论坛在将哥伦布市列入全球7大智慧城市时的重要考虑因素之一是其人力资源开发和技术创新，包括为市民创造开放和互动式的学习空间及对科技研发的重视。
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哥伦布市丰富的大学教育资源自不必说，大型研究机构如超级计算机中心和巴特尔纪念研究所等也设有相应的培训及教育计划。这些研究机构不仅在科技领域处于领先地位，也为哥伦布市人才培养提供资源与途径。
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位于俄亥俄州哥伦布市的超级计算机中心（OSC）成立于1987年，为俄亥俄州立大学的研究人员及俄亥俄州各行业提供超级计算机服务和计算机科学专业知识，2011年，从州政府获得的科研经费达1.4亿美元。多年来，OSC致力于成为俄亥俄州新经济发展的驱动力，一方面与俄亥俄州企业合作新产品、商业与服务的开发，另一方面与俄亥俄州的学院及大学合作，为俄亥俄州的劳动力培育未来工作所需的关键技能。目前，OSC主要为客户提供四个方面的服务：高存储和强处理能力的超级计算机、高性能计算与物联网领域的研究、网络基础设施和软件开发以及培训和教育计划。
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OSC在培训与教育计划上的成就享誉全国，其工作人员通过提供实验环境、一对一课程和基于网络的培训等方式来帮助教师和学生进行研究。除了提供四年制的计算机科学教育项目外，OSC还会举办接受高中新生的暑期学院和致力于培养年轻女性的女性学院。
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巴特尔纪念研究所是一个全球性的研究和发展组织，总部位于哥伦布市，致力于科学和技术研究，通过创新服务于客户、国家和世界科技发展，其研究领域涵盖消费与工业产品、健康与医药、国家安全、能源与环境、实验室管理，同时还致力于STEM教育。
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最早在2006年，布什政府曾提出过《美国竞争力计划》，其中指出知识经济时代教育目标之一是培育具有STEM素养的人才，并称其为全球竞争力的关键。STEM代表科学（science）、技术（technology）、工程（engine）和数学（mathematics）。STEM计划是一项鼓励学生主修科学、技术、工程和数学领域的计划，培育学生的科技素养。2011年奥巴马政府更是大力推动“创新教育运动”，强调创新能力在未来的经济增长和国际竞争中的重要作用。
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巴特尔纪念研究所专注于开发和传播STEM教育，并参与建立了包括哥伦布市在内的俄亥俄州STEM学习网络（Ohio STEM Learning Network，OSLN）。不同于传统的教育方法，将不同学科领域视为相互独立的“孤岛”，STEM教育强调跨学科之间的连接。STEM教育通过调查和解决问题来培养学生的分析与创造能力，不仅培育问题解决者，更培育创新者。STEM教育强调学校、企业和社区之间的协作，以帮助开放相关课程，并提供实习机会，使实践培训和理论教育相结合，帮助学生实现从课堂到现实世界的跨越。因而，STEM学习网络的参与者不仅有教育机构的工作者，还有商业和社区领袖，他们为STEM学习网络注入了更多实践性的需求与建议。
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在哥伦布市，STEM教育主要通过雷诺兹城市学校（Reynolds City Schools）、哥伦布城市学校（Columbus City Schools）等开展，而雷诺兹市正迅速成为国家创新示范点。对于STEM教育所传递的创新理念以及与信息时代、知识社会相适应的面向服务、以用户为中心、以人为本的开放创新形态，学界称其为“创新2.0”。
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对于城市发展而言，STEM教育是促进经济发展的关键策略之一。STEM教育为城市培养受到良好教育的劳动力，这吸引着投资者的加入并为当地创造就业机会，而良好的就业机会和经济形势反过来又能吸引并留住世界级人才。
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